MES系统的发展趋势是什么?
国内MES系统的发展概况
中国对MES系统的跟踪调查、研究开始于20世纪90年代初期,曾提出“管控一体化”、“人、才、物、产、供、销”等颇具中国特色的概念,只由于总结、归纳、宣传、坚持或者提炼、提升不够,发展势头不快。
从总体上看,中国的MES系统仍以研究居多,应用较少,且仍处于浅层研究;就产品来讲,刚刚开始自主研发,国内少数IT公司模仿国外的模式,总结提炼中国工业企业MES系统开发与应用层面的经验,但是仍以实验室产品居多,离商品化还有一段路程;就应用来说,像冶金、石化、烟草、食品等行业虽已有应用,但仍属拓荒者或先行者。但也出现了一批相对成型、成熟和有规模、有影响、有前途、有希望成大气候的国产MES系统软件产品。
整体MES系统的发展趋势
MES系统在国际上发展,已经形成了一批MES系统软件产品和完善的MES系统解决方案,出现了一批以MES系统为核心产品的工业企业管理应用软件公司,且企业信息技术应用的焦点已经转向MES系统,并且在为MES系统的标准化努力。
从国内总体上的MES系统的发展看,中国工业企业对MES层的认识相对落后,信息孤岛和缺损环链现象比国外突出,但也有一些公司发展势头较好,在加快开发中国式的MES系统软件或应用国外的MES系统软件,同时,在认识观念上由关注ERP系统到关注MES系统的转变也已开始。
从技研究上看,MES系统的应用正在向控制层和计划层渗透。MES系统的功能的核心——计划排产与执行调度模块正在普及。单一功能的专用MES系统正在向集成MES系统和整体全面的MES系统解决方案发展。信息技术领域的标准化是MES系统发展和集成的基础。MES系统正逐步得到发展和推广。
MES系统的发展趋势
目前我国现有的MES制造执行系统除了在冶金、石化、机械等行业应用得较好外,大多只提供了一个替代经验管理方式的系统平台,没有建立面向产品设计与制造一体化的知识库支撑体系,缺乏通过智能传感器、虚拟仿真、智能优化模型库等对千变万化的制造过程进行优化调控的手段;因此,实现智能制造管理和自适应化管理是我国MES系统的发展趋势,也是世界各国MES系统的发展趋势。
(一)所谓智能制造就是将人工智能融合进车间生产制造管理的各个环节,通过模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中应由专家完成的那部分活动。主要包含了以下内涵:
1、面向产品设计与制造一体化知识库支撑体系的建立;
2、重构设计管理体系,以产品和生产知识共享及再利用为目标,聚焦分散环境下的制造问题及制约条件,建立产品设计体系;
3、建立可重构的生产系统,以作为长期研究目标的柔性工厂及生产过程的知识共享为目的,建立可重构的生产体系与生产管理体系;
4、构建柔性设备,利用知识库等研究成果,探讨开发下一代柔性人机一体化运作方式;
5、探讨大规模定制下的生产模式。
(二)MES系统的发展趋势必然是实现生产管理的智能化和自适应化,能够根据制造环境的变化进行智能设计、智能预测、智能调度、智能诊断和智能决策。主要体现在以下几个方面:
发展趋势之一:知识管理的思想将渗透和融入到未来的MES系统中,它不仅是一个现场制造信息发的处理平台,同时也是一个制造业知识的管理平台。
1、融入专家经验的知识库的建立
(1)制造关键工艺专家库的建立,如:高炉专家库、炼钢性能预测专家库的建立等。
(2)设备状态与生产调度知识库的建立,如:故障诊断、调度模型知识库的建立等。
(3)工艺规程的模型化,自动进行工艺规范设计,可进行动态调整等。
(4)知识管理体系的建立。
(5)融入专家经验的生产仿真系统的开发。
2、技术诀窍知识库的应用与传承
(1)新建工厂导入MES系统时,可以将成熟的生产管理流程、专家经验、成熟制造技术诀窍固化在系统中,使得新工厂的制造活动具有更加高的技术水平。
(2)通过与设计系统、销售系统、设备系统等的集成,开发集智能设计、智能预测、智能调度、智能诊断和智能决策于一体的智能应用管理体系,提高产品制造全生命周期的制造水平。
(3)通过对现场制造过程的监控与大量实时数据的分析,可以修正、完善制造工艺规范,提高工厂的制造工艺水平。
发展趋势之二:未来的MES系统的发展将以容入更多的模拟专家智能活动的功能,部分取代人工操作,并具有自组织能力,实现人-机制造一体化的制造过程优化为趋势和方向;
1、采用数学模型与智能优化算法,进行工厂制造工序的综合能力平衡,编制人工很难做好的复杂工序排产计划。
2、通过与仿真系统的联动,建立虚拟制造的环境,通过建立工厂模型,进行排产计划的模拟运行,预测生产作业的负荷情况、订单交期完成情况、产品质量性能情况等,并提出优化的调整方案。
3、依据专家经验,在操作设备上设定管理控制指标,通过与智能监控系统设备(如:智能机器人、智能数控机床CNC等)实时采集的信息进行的闭环,改善制造产品的质量,同时,可依据现场状态情况,自动修订操作指令信息。
4、采用智能机器人、智能数控机床CNC、快速成型制造3D打印机等智能设备,实现感知、决策、加工、控制与学习整个过程的智能加工。
发展趋势之三:MES系统对车间生产管理将在一个更加精确的管控指标-实时信息闭环中,进行更加精细化的管理与控制;
1、MES系统将为企业工厂、车间建立贯穿产品全制造周期的综合指标体系,包括:财务型指标:利润、销售额、成本、投资等。业务型指标:产量、用户满意度、开工率、库存等。环境类指标:废气、废水排放等。车间控制型指标:工序成本、成材率、能耗、作业率、出勤率、班产量、合格率等。通过管理指标层层分解使得车间管理形成管控闭环。
2、在制造工厂全线设置管理控制指标,通过实时监控和过程控制统计分析,将生产实绩与控制指标进行实时比对,及时发现生产过程中质量、工艺、能耗、环保、工序成本等实绩与标准指标间的差异波动,采取措施,最终达到控制成本、质量、能耗、排放的目的。
3、当前大多数制造企业生产成本管理是一种事后的核算,而生产全过程的动态成本控制技术则是通过对生产过程中物流的实时监视和数据采集,进行在线工序成本分析和控制,研究包括生产过程成本建模技术、成本模型预测技术、成本实时监控和控制技术等。
发展趋势之四:MES系统通过智能数据挖掘与分析,进行管控指标体系的重构,以适应制造环境和制造流程的改变。
以上就是MES系统的发展趋势,根据这些趋势来看,MES系统将使得企业工厂车间的管理控制更加智能化、集成化、自适应化,实现制造型企业车间的的智能高效生产,大幅度提升企业整体生产力水平和市场竞争力。